第一章煤炭基础知识
煤炭基础知识
一．煤质有关术语1．煤coal煤炭植物遗体在覆盖地层下，经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。
2. 粉煤fine coal粒度小于6mm的煤3.矸石gangue采、掘煤炭过程中从顶、底板或煤炭层夹矸混入煤种的岩石。
4.动力煤fuel coal动力用煤通过煤的燃烧来利用其他热值的煤炭统称动力煤。
主要应用于发电煤粉锅炉、工业锅炉和工业窑炉中，主要包括电煤、锅炉煤和建材用煤等。
5.喷吹煤coal for PCI用于高炉喷吹的煤6.煤样coal sample为确定煤的某些特性而从中采取的具有代表性的一部分煤。
7.采样sampling从大量煤中采取有代表性的一部分煤的过程。
8.随机采样random sampling在采取子样时，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出。
9.系统采样systematic sampling按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取。
10.多份采样reduplicate sampling按一定的间隔采取子样，并将它们轮流放入不同的容器中构成两个或者两个以上质量接近的煤样。
二．煤分析有关术语1.工业分析proximate analysis水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目分析的总称。
2.全水分total moisture煤的水分分为两种，一是内在水分（Minh ) ，是由植物变成煤时所含的水分；二是外水（Mf ) 是在开采、运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分．全水分是煤的外在水分和内在水分总和。
一般来讲，煤的变质程度越大，内在水分越低。
褐煤、长焰煤内在水分普通较高，贫煤、无烟煤内在水分较低。
水分的存在对煤的利用极其不利，它不仅浪费了大量的运输资源，而且当煤作为燃料时，煤中水分会成为蒸汽，在蒸发时消耗热量；另外，精煤的水分对炼焦也产生一定的影响。
一般水分每增加百分之二，发热量降低100kcal/kg(大卡／千克）；冶炼精煤中水分每增加百分之一，结焦时间延长5 一10min 。
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煤炭基础知识 培训
演讲人Βιβλιοθήκη 目录01. 煤炭的形成 02. 煤炭的性质 03. 煤炭的开采与利用 04. 煤炭的经济价值
1
煤炭的形成
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煤炭的起源
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
煤炭的形成始 于3亿年前的 古生代
高。
煤炭的燃烧速度：煤炭的燃烧速度受煤 质、燃烧条件等因素影响，燃烧速度越
快，燃烧效率越高。
煤炭的燃烧温度：煤炭的燃烧温度是影 响煤炭燃烧效率的重要因素，温度越高，
燃烧效率越高。
煤炭的燃烧产物：煤炭燃烧会产生二氧 化碳、二氧化硫等有害气体，对环境造
成影响。
3
煤炭的开采与利用
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06
按照煤岩类型：泥炭、腐泥 煤、腐植煤、烟煤、无烟煤
2
煤炭的性质
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煤炭的物理性质
颜色：黑色或深灰色 硬度：较低，易破碎 密度：相对较高，约为1 导热性：较差，热传导率较低 燃点：较高，一般在300-400℃之间 热值：较高，是重要的能源来源
煤炭的开采方法
01
露天开采：通过挖掘和剥离 地表土层，直接获取煤炭资 源
03
井工开采：通过在地下挖掘 巷道，使用机械设备，获取 煤炭资源
02
地下开采：通过钻井、爆破 等方法，在地下挖掘巷道， 获取煤炭资源
04
露天与地下联合开采：结合 露天和地下开采的优点，提 高开采效率和资源利用率
煤炭基础必学知识点
煤炭基础必学知识点
1. 煤炭的定义：煤炭是一种由植物残骸经过地质作用形成的有机岩石。
2. 煤炭的类型：煤炭根据其炭质和含水量的不同可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤和泥炭等。
3. 煤炭的组成：煤炭主要由碳、氢、氧和少量的氮、硫等元素组成。
其中碳是主要成分，占煤炭质量的一大部分。
4. 煤炭的形成过程：煤炭是在地质历史上由原始植物积聚而形成的。
这些植物在长时间的压力和温度作用下逐渐转化为煤炭。
5. 煤炭的燃烧特性：煤炭燃烧时产生热量和废气。
煤炭的燃烧分为三
个阶段：放热阶段、水汽生成阶段和煤灰形成阶段。
6. 煤炭的用途：煤炭是一种重要的能源资源，广泛用于发电、供热、
冶金、化工等行业。
同时，煤炭也用于制造煤气、焦炭和煤焦油等副
产品。
7. 煤炭储量和产量：全球煤炭储量丰富，主要储量分布在中国、美国、澳大利亚、俄罗斯等国家。
中国是全球最大的煤炭生产国和消费国。
8. 煤炭的环境影响：煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等
有害气体，对空气质量和气候变化有一定影响。
此外，煤炭开采和燃
烧也会对环境造成破坏。
9. 煤炭的清洁利用技术：为了减少煤炭燃烧产生的污染物排放，煤炭
的清洁利用技术得到了广泛研发和推广，包括煤炭洗选、煤气化、燃
烧增效等技术。
10. 煤炭的经济影响：煤炭是许多国家的重要经济支柱，煤炭产业的
发展与国民经济密切相关。
煤炭价格的波动也会对全球市场产生一定
影响。
煤炭基础知识
1、什么是煤炭煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。
俗称煤炭。
煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的粮食，它是十八世纪以来人类世纪使用的主要能源之一。
2、煤炭的用途煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用来总结为两大主要用途：（1）动力煤，（2）炼焦煤。
动力煤：1、发电用煤：我国约1/3以上的煤用来发电，日前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h）左右。
电厂利用煤的热值，把热能转变为点能。
2、蒸汽机车用煤：占动力用煤的2%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。
3、建材用煤：约占动力用煤的10%以上，以水泥用煤最大，其次为玻璃、砖、瓦等。
4、一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30%。
5、生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20%。
6、治金用动力煤：治金用动力煤主要烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤的1%。
炼焦煤：我国虽然煤炭资源比较丰富，但炼焦煤资源还相对较少，炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。
炼焦煤类包括气煤（占13.75%），肥美（占3.53%），主焦煤（占5.81%），瘦煤（占4.01%），其它为未分牌号的煤（占0.55%）；非炼焦煤类包括无烟煤（占10.93%），贫煤（占5.55%），弱碱煤（占1.74%），不缴煤（占13.8%），长焰煤（占12.52%），褐煤（占12.76%），天然焦（占0.19%），未分牌号的煤（占13.80%）和牌号不清的煤（占1.06%）。
焦炭烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950——1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉治练、锻造和气化。
煤炭产品基础知识
一、煤炭产品基础知识（一）、煤炭的生成煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。
大体可分为两个阶段：第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。
第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。
这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。
如果有更高的温度，最终可能变成石墨。
成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件。
（2）气候条件。
（3）地理条件。
（4）地壳运动条件。
（二）、煤炭资源的分布❖世界煤炭资源目前，世界煤炭储量估计为1.083 万亿吨，按目前的煤炭消费水平计算，足以可供开采200 多年。
世界各地的煤炭资源分布并不平衡，煤炭主要集中在北半球，世界煤炭资源的70%分布在北半球北纬30°～70°之间。
其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；南极洲数量很少。
世界煤炭可采储量的60%集中在美国(25%)、前苏联(23%)和中国(12%)，此外，澳大利亚、印度、德国和南非4 个国家共占29%。
2001 年，上述7 国的煤炭产量占世界总产量的80%。
澳大利亚、美国和加拿大可供炼焦的优质烟煤储量丰富，2002 年3 国的炼焦煤总产量占世界贸易总量的81%。
❖中国煤炭资源1.煤炭资源丰富，但人均占有量低。
2.煤炭资源的地理分布极不平衡。
中国煤炭资源北多南少，西多东少，煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。
从各大行政区内部看，煤炭资源分布也不平衡，如华东地区的煤炭资源储量的87％集中在安徽、山东，而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区；中南地区煤炭资源的72％集中在河南，而工业主要在武汉和珠江三角洲地区；西南煤炭资源的67％集中在贵州，而工业主要在四川；东北地区相对好一些，但也有52％的煤炭资源集中在北部黑龙江，而工业集中在辽宁。
3.各地区煤炭品种和质量变化较大，分布也不理想。
中国炼焦煤在地区上分布不平衡，四种主要炼焦煤种中，瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西，而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区，炼焦煤很少。
煤炭基本知识
煤炭基本知识属于名称术语解释煤炭术语煤植物遗体在覆盖地层下，压实、经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。
煤样为确定某些特性而从煤中采取的、具有代表性的一部分煤。
动力配煤动力配煤是根据不同类型的工业锅炉、窑炉和取暖炉等对煤质的要求，将两种（或以上）不同品质的煤按一定比例均匀混事作为动力煤使用的工艺。
采用动力配煤可以利用某一种煤或几种煤的长处弥补另一种或几种煤的不足，取长补短，达到使锅炉用煤的品质稳定，解决煤质与炉型不相匹配的矛盾，收到使锅炉运行稳定，提高热效率，降低煤耗，减少煤尘对大气污染的效果。
据统计表明，锅炉采用动力配煤后，平均节煤5%，并能充分利用高灰或高硫等低质煤资源，具有明显的经济效益和社会效益。
检查筛分检查筛分是在破碎后进行筛分，筛出粒度合格的筛下产物，不合格的筛上产物返回破碎机再次进行破碎，以保证产品粒度。
工业分析水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称。
外在水分（Mf）在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分。
内在水分(Minh) 在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分。
全水分(MT) 煤的外在水分和内在水分的总和。
空气干燥煤样水分(Mad)用空气干燥煤样（粒度<0.2mm）在规定条件下测得的水分。
最高内在水分(MHC)煤样在温度0c、相对湿度96%下达到平衡时测得的内在水分。
煤炭价格术语=================================================================================================================平仓又叫做平舱，指货物装船后，为了保持船舶承受压力均衡和航行安全，对成堆装入船舱的散装货物，如煤炭，粮谷等，需要进行调动和平整，此项作业就称为“平舱”。
平仓价又叫做平舱价，就是指货物运到港口并装到船上的价格（开船前发生的一切费用，包含了上船之前的所有费用），但不包括其后的相关费用。
煤炭基础知识
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各种发热量的定义： 任何物质的燃烧热，与燃烧的热力学过程（恒容、恒压）及 燃烧产物的组成、状态、温度有关。国标给出了几种发热 量的定义。 弹筒发热量：单位质量的试样在盛有少量水并充有过量氧气 的氧弹内完全燃烧，燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧化 碳、液态水、固态灰、水合硫酸和硝酸时释放的热量称为 燃料的弹筒发热量，以符号Qb表示；
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恒容高位发热量：单位质量的试样在盛有少量水并充有过量 氧气的氧弹内完全燃烧，燃烧产物组成为氧气、氮气、二氧 化碳、液态水、固态灰、二氧化硫时释放的热量称为燃料的 高位发热量，用符号Qgr，v表示；
Qgr,v,ad=Qb,ad－（94.1Sb,ad+Qb,ad)
Qnet,v,x=Qgr,v,x-206.0Hx-23.05Mx
恒压低位发热量：单位质量的试样在恒压完全燃烧，燃烧 产物为二氧化碳、气态水假定压力为0.1MPa 、固态灰、 二氧化硫和氮气时释放的热量称为燃料的弹筒发热量，用 符号Qnet，p表示。
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6.煤炭分类
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4 基准的换算
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Mt
例题：已知Mt=3.7%， Aad=6.67,Mad=1.50%,求Aar和Ad? 解：
100-Mar Aar =Aad 100- Mad
100 Ad=Aad 100- Mad
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一、煤炭成煤期和含煤区
* 华北含煤区：位于阴山纬向构造带以南，秦岭— 大别 山以北，贺兰山及其以东的广大地区。煤种 为烟煤和无烟 煤，是我国最主要的煤炭地区。 * 西北含煤区：位于昆仑—秦岭纬向构造带以北，贺兰山 及其以西的广大地区。煤种以低煤化程度 的烟煤为主。 华南含煤区：北以秦岭纬向构造带南缘为界，西部大致以 滇径向构造带和龙门山为界，东至海岸线。煤种主要以不 同煤化程度的烟煤和无烟煤为 主。
煤炭的基础知识
煤的工业分析
我们经常使用的热量单位有2种：焦耳（J）和 卡(cal)
焦耳（J）：是法定计量单位，煤的发热量测 定方法规定的用焦耳/克（J/g），千焦/千克 （kj/kg）和兆焦/千克（Mj/kg）来表示。
＞30 ＞25-30
＞30 ＞25
中国煤分类（以炼焦煤为主）方案
气煤
弱粘煤 不粘煤 长焰煤 褐煤
1号肥气煤 2号肥气煤 1号气煤 2号气煤 3号气煤 1号弱粘煤 2号弱粘煤
— — —
＞30-37 ＞30-37
＞37 ＞37 ＞37 ＞20-26 ＞26-37 ＞20-37 ＞37 ＞40
＞9-14 ＞14-25 ＞5-9 ＞9-14 ＞14-25 0(成块)-8 0(成块)-9 0（粉状）
煤的分析
煤的化学成分，是通过元素分 析和工业分析来测定的
元素分析：碳、氢、氧、氮、 硫、磷
工业分析：水分、灰分、挥发 分、固定碳、发热量、焦渣特 征，灰融点
煤是复杂多种高分子物质的
煤
混合物，元素分析就是测定这些
的
元素的组分，它与煤的工业分析 同是煤质的基本分析，通过它们
元
可以对煤的化学成分有个最基本
固体部分，成为焦炭，焦炭是由固定碳和灰 分组成的，将焦炭在空气中加热到800±25℃ 的温度下灼燃，到重量不再变化时（约两个 小时后）取出来冷却，这时焦炭失去的重量 就是固定碳的重量，剩余部分则是灰分的重 量，这两个重量各占煤样原重量的百分比， 就是固定碳和灰分在煤中的成份含量
煤的工业分析
发热量（Q） 是指单位质量的煤完全燃烧时所发出的热量。
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表1-1 成煤过程中主要作用因素和化学变化
成煤过程 阶段划分 条件 主要作用因素
泥炭化阶段
沼泽、细菌 数千年到数万年
生物化学作用
煤化阶段
地下（不太深） 数万年
地下（深处） 数千万年以上
物理化学作用
化学作用
化学表达式
2020/8/15
煤的形成与种类
二、煤的种类及其特征 1.煤的种类
2020/8/15
煤炭分类标准简介
⑷根据透光率指标（Pm），褐煤又可分为两小类， 分别是褐煤1号和褐煤2号。 二、煤炭产品品种和等级划分
所谓煤炭产品品种，是指煤炭经过拣矸或筛选加 工后所获得的具有不同质量和用途的煤炭产品。
煤炭产品按照用途（冶炼或其它用途）、加工方 法（洗选或筛选）和技术（粒度、灰分）要求划分 为五大类，29个品种。
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煤炭分类标准简介
▪ ⑴精煤（包括3个品种）。经精选加工生产出来的，符合品 质要求的产品。多为低灰分、低含硫量的优质煤。
▪ ⑵洗选煤（包括12个品种）。经过洗选加工的煤。 ▪ ⑶筛选煤（包括11个品种）。经过筛选或洗选生产的，粒度
下限大于6mm的煤炭产品。 ▪ ⑷原煤（1个品种）。从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括
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第一节 煤的形成与种类
一、煤的形成 煤是自然资源，它是由古代植物形成的。植物分
低等植物和高等植物两大类。地球上储量最多的煤 是由高等植物形成的，统称为腐植煤。
植物从死亡到堆积转变为煤，大致可分为两个作 用阶段：泥炭化阶段和煤化阶段。 1.泥炭化阶段：植物残骸在沼泽中经生物化学和物 理化学变化形成泥炭的过程。
凡干燥无灰基挥发分≤10.0%的煤为无烟煤； ＞10.0%为烟煤；＞37.0%为褐煤。
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煤炭分类标准简介
⑵无烟煤按照干燥无灰基挥发分（ Vdaf ）和干燥 无灰基氢（ Hdaf ）含量为指标，分为无烟煤1号 、2号和3号三类。
⑶烟煤采用两个参数来确定其类别，一个是表征烟 煤煤化程度的参数(Vdaf )，另一个是表征烟煤黏 结性的参数（G）、（Ymm）或（b）作为指标， 将烟煤细分为12个小类，它们分别是贫煤(PM)、 贫瘦煤(PS)、瘦煤(SM)、焦煤(JM)、肥煤(FM)、 1/3焦煤(1/3JM)、气肥煤(QF)、气煤(QM)、1/2 中粘煤(1/2ZN)、弱粘煤(RN)、不粘煤(BN)和长 焰煤(CY)。
来研究煤的学科称为煤岩学。 二、煤岩学的研究方法
宏观研究法和微观研究法 宏观研究法是用肉眼来观察区别煤层的岩相组 成。 微观研究法是利用显微镜来识别煤的纤维组成
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煤的岩相组成
三、宏观煤岩成分 丝碳、镜煤、亮煤、暗煤
四、煤岩有机显微组分 镜质组、丝质组、壳质组＝稳定组。
五、煤岩无机显微组成 煤中矿物质=灰分，硫分
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煤的形成与种类
▪ ⑶ 无烟煤 ▪ 煤化程度最高的一种煤。挥发分含量低，密度大
，含碳量高，燃点高，无粘结性，外观呈灰黑色， 有金属光泽，无明显条带，燃烧时不冒烟，火焰较 短。
▪ 褐煤、烟煤、无烟煤的主要特征见表1-2。
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煤的形成与种类
▪ 表1-2 煤炭的种类与特征
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煤的形成与种类
▪ ⑵ 烟煤
▪ 烟煤的煤化程度高于褐煤，低于无烟煤。是自然
界中分布最广的煤种，烟煤具有不同程度的光泽， 大多数呈条带状。其特点挥发分范围很宽，不同类 别的烟煤粘结性差异较大，燃烧时烟多。它的各项 特性基本上也是介于无烟煤与褐煤之间。如：贫煤 性质最接近无烟煤，所以有时也称它为半无烟煤； 长焰煤的性质最接近褐煤。
六、煤中常见矿物质 粘土矿、黄铁矿、石英、方解石
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第三节 煤炭分类标准简介
一、中国煤炭分类 中国煤炭分类标准主要是按照煤的煤化程度
（Vdaf、透光率Pm ）及工艺性能（黏结指数G、胶质层 厚度Ymm、奥阿膨胀度b）相结合对煤炭进行分类。
⑴采用煤的煤化程度参数Vdaf ，将煤划分为无烟 煤、烟煤和褐煤三大类。
第一章煤炭基础知识
2020/8/15
第一章 煤炭基础
▪ 煤炭是天然形成的具有复杂的组成与结构的混合物 ，要充分利用煤炭资源，必须掌握煤炭的基本特性 ，了解煤炭质量指标的变化对电力生产过程的影响 。本章主要阐述煤的形成过程、煤炭的主要类别及 其特性、煤的物理和化学特性，介绍煤炭的基本组 成和表达方式，发电用煤常用的煤炭特性指标、物 理意义以及与电力生产的关系等。
黄铁矿等杂物）以后的煤炭产品。 ▪ ⑸低质煤（包括2个品种）。通常指低发热量（＜
14.5MJ/kg）、高灰分的煤（＞40%）的各种煤炭产品或煤 泥（洗煤厂粒度在0.5mm以下的一种洗煤产品）。
细菌→古代植物（腐烂+分解）变为气体和泥炭。
2020/8/15
煤的形成与种类
2.煤化阶段：泥炭在地下(压力、温度、时间）压 紧和硬化，排除气体和水分，使碳含量增高的过 程。这种成岩与变质作用统称为煤化作用。 综上所述，煤实际上是由古代植物残骸经地质作用 变化而成的固体有机可燃矿岩。 成煤过程中，各阶段主要作用因素及产生的化学变 化列于表1-1。
煤化过程是一个增碳的碳化过程。是一个由低级 向高级逐渐变化的过程，成煤条件的变化，决定了 煤的多样性、复杂性和不均匀性。所以根据煤化程 度的深浅、地质年代的长短以及含碳量的多少，可 将煤划分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。
2020/8/15
煤的形成与种类
由植物的成煤过程可知，植物埋在地下的年代越 久，成煤过程中煤的煤化程度就越深，煤中的水分 与挥发分的含量就越小，含碳量则越高。 2.各种煤的基本特征 ▪ ⑴ 褐煤 ▪ 褐煤是煤化程度最低的煤。外观多呈褐色或暗褐 色，其光泽暗淡，质地较软，极易破碎，其挥发分 与内在水分都很高，褐煤易风化，随之热量明显降 低。
种类 颜色 光泽
外观
褐煤 褐至黑褐色 大多无光泽
无原始植物残体 ，无明显条带
烟煤 黑色 有一定光泽
有亮暗相间的 条带
无烟煤 灰黑色 有金属光泽
，有烟
较多 低
多烟
少 较高
难着火，无烟
较少 高
2020/8/15
第二节 煤的岩相组成
一、煤岩学的概念 煤是一种有机岩矿，利用通常研究岩石的方法